黄河口附近水文特征分析

黄河是我国第二条大河,多年平均年迳流量442.8亿立米,挟带入海沙量近11亿吨,以水少沙多闻名于世界。自1855年从苏北改造注入渤海以来,河口三角洲岸线不断外移。据庞家珍、司书亨的研究结果,在1855—1954年间,造陆速率为23平方公里/年,平均岸线外延速率为0.15公里/年;1954—1972年间,造陆速率为23.5平方公里/年,平均岸线外延速率为0.42公里/年,造陆速率基本未变,只是因河口范围缩小,致使河口外延速率增加。     

南海东北部450 m以浅水层与深层海流观测结果及其谱分析

基于在南海东北部锚定测流站在450 m以浅Long Ranger ADCP测流长达77 d的资料, 以及在2000与2300 m处深层流长达7个月左右的测流资料, 进行了谱分析与计算. 得到以下几个主要结论: (1) 比较50～400 m处海流的月与季节变化, 它们的变化趋势是较为一致的. 从日平均流速前进矢量图, 其流速在大部分时间是按逆时针方向旋转而变化. 这与从对海表面高度作定性分析的结果大致符合, 海表面高度来自CCAR对TOPEX/ERS-2卫星高度计资料分析. 日与月平均流速都在11月份最大, 10月其次, 8月最小. (2) 在2000与2300 m处日与月平均流速平均地1月最强, 9月次强, 8月最弱. 从季节变化来看, 冬季(1～3月)流速最强, 秋季其次, 夏季最弱. (3) 潮流随深度变深有所变化, 在上层全日潮峰值要高于半日潮峰值, 但在200～400 m处半日潮峰要高于全日潮峰值. 在450 m以浅它们的振动皆以顺时针方向为主. 在1500 m以深全日潮峰值又高于半日潮峰值. (4) 发现自50～2300 m都存在2个多月周期振动, 其中在450 m以浅水层振动周期皆为75 d, 其振动方向为逆时针方向. 在2000与2300 m处振动周期分别为68与69 d, 其振动方向也是以逆时针方向为主. (5) 揭示在450 m以浅水层随深度变深, 振动周期有变化, 例如f >0时在50与100 m处存在22与15 d左右的显著振动. 但随深度增加, 在200～400 m处这些周期振动都不存在, 只存在较小周期13 d左右的振动, 这与深层流振动的规律有差异. (6) 在2000及2300 m处存在1个多月, 23 d, 半个月左右周期的振动. (7) 在50～2300 m皆存在4～8 d左右周期的天气过程的振动, 还存在惯性周期振动, 其振动方向为顺时针方向, 也存在8 h与6 h的短周期振动. (8) 通过交叉谱的计算, 揭示: (ⅰ) 2000与2300 m两组流速时间序列对于2个多月的周期振动(T = 68.3 d)和1个多月的周期振动都有很好的相关性; (ⅱ) 100与2300 m两组流速时间序列对于半个月周期振动(15.5 d)和2 d等都有很好的相关性.     

渤海海冰中太阳辐射的光谱特征观测研究

通过采用多光谱仪器,对渤海营口港一带的近岸固定冰进行了3个站位11个谱段的入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间变化过程的观测和研究。结果表明,发生在海冰中的反射辐射和透射辐射与入射太阳辐射的谱分布有明显差别,而且有显著的日变化。文章确立了入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间的变化与太阳高度角的正弦成精确的线性关系,海冰的积分反照率与太阳高度角的正弦满足二次函数关系,可将不同时刻的观测值归算到正午时刻的辐射值,使不同时刻的观测结果具有可比性。计算结果表明,海冰只衰减特定强度的辐射,衰减量与入射辐射光谱分布以及辐射的强度无关,导致绿光的透射辐射最强。该文是对渤海海冰透射辐射的初步尝试,所获得的结果对未来大范围海冰光学观测打下了基础。     

北欧海的锋面分布特征及其季节变化

利用多年月平均格点数据分析了北欧海主要锋面的分布特征和季节变化规律,并讨论了月平均数据分析锋面适合使用的方法。月平均数据显示的锋面出现间断或多重的现象是锋面侧向摆动造成的,这是月平均数据的一大特点。北欧海各锋面主要水文和季节变化特征差异很大。东格陵兰极地锋在夏季锋面强度大,锋面较连续完整,而冬季强度小,锋面结构零散。9月由于东格陵兰寒流势力最强,可观察到温度梯度较大且连续的东格陵兰锋。北极锋的季节变化在水平方向呈＂哑铃型＂分布,中段摆动较南北两端小。由于挪威海流在冬季出现的最大流量引起挪威海流的流幅在该处加宽,莫恩海脊锋冬季向西北移动,对前人文章中基本上没有季节性移动的说法进行了修正和补充。冰岛—法罗群岛锋随深度增加向南移动,锋面强度增强,这是溢流造成的。     

北冰洋中央密集冰区海冰对太阳短波辐射能吸收的观测研究

太阳辐射能是海冰融化的最主要能源,基于在2008年8月21～27日北极加拿大海盆中部为期8天的冰站考察中海冰光学观测数据,研究了北冰洋中央密集冰区海冰吸收的太阳辐射能.通过现场直接观测,确定了海冰透射率、反照率、吸收率及其随冰厚的变化,得出海冰对太阳短波辐射的吸收率大约为到达冰面太阳辐射的16%,大部分被冰雪表面反射.为期3天的对太阳辐射的观测表明,虽然到达北冰洋中央密集冰区的太阳辐射能并不少,但由于云和雾覆盖的时间所占的比例很大,有将近57%被大气削弱,其余的又有77%左右被冰雪表面反射回太空,海冰吸收的热量只有10.2W/m2,相当于每天融化2.6mm的冰,1m厚海冰全部融化需要380天,不足以为海冰融化提供足够的热量.因此北冰洋中央密集冰区终年被海冰覆盖,即使在北冰洋海冰面积骤减的现状下,那里的海冰密集度仍然接近100%.然而,文章的结果指出:大气中云和雾大幅度减少、积雪层融化、海冰厚度减小、融池的比例增加等因素都会大幅度增加海冰吸收的热量,未来这些过程的发生有可能导致北冰洋密集冰区的海冰快速融化.     

融冰季节北极破碎冰区热通量的初步研究

利用航空遥感数字影像的解析结果和实测气象，海洋和海冰资料，定量研究了夏季融冰期北极破碎冰区的热通量，计算了海洋对大气的热贡献，结果表明，在北极夏季海冰融化时，短波辐射远远大于感热和潜热通量，是表面热通量的决定因素，海洋对大气的热贡献主要由长波辐射决定，在观测期间，海洋对大气的热贡献为38～104Wm^-2，这部分热量的大小与海冰的密集度有关，当海冰密集度小于0.8时，海洋对大气的热贡献随海冰密度度的增大而减小，而当海冰密集度超过0.8以后，该热通量将随海冰密集度的增大而增大。     

希尔伯特-黄变换的端点延拓

希尔伯特-黄变换(HHT)是近年来发展起来的一种新的时间序列信号分析方法.该文在对HHT深入研究与充分肯定的基础上,发展了信号的镜像闭合延拓和包络的极值延拓两种方法.通过几个典型的例子检验了两种方法,并与Huang等(1998,1999)进行了比较,得到了令人满意的结果.镜像闭合延拓法根据信号端点的分布特性,把镜子放在具有对称性的极值位置,通过镜像法把镜内信号映射成一个周期性的信号,不存在端点,从根本上避免了经验模态分解和希尔伯特变换的端点问题.极值延拓法简单易行,具有与镜像闭合法相当的效果,在处理非对称波形信号时更显其优越性.     

北极海冰快速减少期间加拿大海盆上层海洋夏季淡水含量变化

北极海冰近年来快速减少,北冰洋淡水含量也出现了急剧变化。加拿大海盆作为北冰洋淡水的主要存储区域,研究其淡水含量变化对于认识北冰洋淡水收支有重要意义。本文根据2003年、2008年中国北极考察以及2004年至2007年的加拿大考察数据进行计算,发现除2006年以外,夏季加拿大海盆淡水含量在此期间每年增加1m以上厚度。增加主要发生在冬季白令海水以上的上层海水中,而在此之下,淡水含量维持在3m左右,没有显著年际差异。在2006年,加拿大海盆西部上层淡水含量略微减少,但东部和北部海域淡水含量仍略有增加。与2003年相比,2008年加拿大海盆中心海区淡水含量增加量最高可达7m。分析表明,近年来的海冰减退对加拿大海盆上层淡水含量的增加起着重要作用,北极涛动(AO)正负相位变化也是控制其淡水含量变化的一个重要因素。而降水、径流以及白令海峡入流水的变化对加拿大海盆淡水含量变化影响较小。     

A sub-surface eddy at inertial current layer in the Canada Basin,Arctic Ocean

An Arctic Ocean eddy in sub-surface layer is analyzed in this paper by use of temperature,salinity and current profiles data obtained at an ice camp in the Canada Basin during the second Chinese Arctic Expedition in summer of 2003.In the vertical temperature section,the eddy shows itself as an isolated cold water block at depth of 60 m with a minimum temperature of-1.5℃,about 0.5℃ colder than the ambient water.Isopycnals in the eddy form a pattern of convex,which indicates the eddy is anticyclonic.Although maximum velocity near 0.4 m s-1 occurs in the current records observed synchronously,the current pattern is far away from a typical eddy.By further analysis,inertial frequency oscillations with amplitudes comparable with the eddy velocity are found in the sub-surface layer currents.After filter the inertial current and mean current,an axisymmetric current pattern of an eddy with maximum velocity radius of 5 km is obtained.The analysis of the T-S characteristics of the eddy core water and its ambient waters supports the conclusion that the eddy was formed on the Chukchi Shelf and migrated northeastward into the northern Canada Basin.     

THE DIVERGENCE-CONVERGENCE EFFECT OF SURFACE CURRENT AND ITS ACTION ON THE BOHAI SEA

The action of the wind field and the influence of topography can cause divergence or convergence of surface current. The existence of the divergence-convergence effect is proved and the dynamical significance of the divergent or convergent state and its link with many marine phenomena are pointed out. Divergence fields of surface current in the Bohai Sea in winter and summer are obtained by numerical modelling describing the divergence-convergence character of seasonally wind-driven current. The relation between the effect and seasonal marine phenomena is discussed. Study on the divergence-convergence effect of surface current (DCESC)can be an indirect method for testing the calculated results.